第3章 煤化作用及煤的变质作用类型-2

第三章 煤化作用及煤变质作用类型 煤化作用的阶段与特征 煤化作用的影响因素 煤化程度指标 煤的变质作用类型

2014-5-22

第四节 煤的变质作用类型根据引起煤变质的热源及其作用方式 和变质特征，可将煤变质作用划分为三种 类型：

深成变质作用岩浆变质作用

区域岩浆热力变质作用接触变质作用

动力变质作用2014-5-22 2

一、深成变质作用深成变质作用概念：是指煤在地面下较深处受到地热和上覆岩系 静压力作用所引起的变质作用。因其对煤的影 响最广泛，也称为“区域变质作用”。

又因深成变质作用主要是由地热引起，故 又称为“地热变质作用”。但作为深成变质热 源的地热，在地壳各处是不同的。2014-5-22 3

一、深成变质作用(一) 深成变质的热源及地温影响因素 地热来源于：

原始地球残余热化学反应热

潮汐磨擦热放射性元素蜕变热 重物质位移热2014-5-22 4

一、深成变质作用(一) 深成变质的热源及地温影响因素 地温的影响因素： 热源不同； 大地构造特征； 构造断裂强度；

岩石导热性; 地下深处岩浆岩性质和活动特征;

地下水活动特征等2014-5-22 5

一、深成变质作用(一) 深成变质的热源及地温影响因素

地表下恒温带的温度和恒温带的深度在各 地不同

2014-5-22

一、深成变质作用(一) 深成变质的热源及地温影响因素 地壳上的地热等温面不是水平的，反映了世界各地 的地温梯度也是不同的。

2014-5-22

一、深成变质作用(一)深成变质的热源及地温影响因素 地温梯度的差异，从而必然导致各地煤变质梯度的 差异。 煤的变质梯度：是指煤在地壳恒温层之下每加 深 100 米煤变质程度增高的程度。煤的变质梯度常 以煤中可燃基挥发分减少的数值(△ Vdaf )表示， 亦称挥发分梯度；或以镜质组的反射率增高的数值 表示( △Rmax)表示，称为反射率梯度。2014-5-22 8

一、深成变质作用(一)深成变质的热源及地温影响因素

不同煤田地温梯度不同，挥发分梯度也不 一样。如山西阳泉、大同煤田的挥发分梯度为 1.4%~3.3%,豫西煤田挥发分梯度为2%~3%, 鲁中煤田为4%等。

2014-5-22

一、深成变质作用

不同位置煤层在同一 深度，即使同一煤田， 其煤的变质程度也是 有差别； 在地质历史时期，同 一地点的地温梯度也 不会是一成不变的。2014-5-22 10

一、深成变质作用(二) 深成变质的特点 1、希尔特定律

地热是由地表向地下深处逐渐增高的，因而 在深成变质过程中，煤的变质程度也是沿煤系垂 直剖面由浅处向深处逐渐增高的。德国学者希尔 特在研究德国、法

国、英国诸煤田煤质变化的基 础上，提出：在地层大体水平的条件下，煤的挥 发分每百米降低约2.3%,即煤的变质程度随埋藏 深度的加深而增高——希尔特定律。2014-5-22 11

一、深成变质作用希尔特定律是普遍存在的，但由于局部火成岩的侵入、 构造变动、煤的成因类型或煤岩类型等因素的影响，也 会使煤质发生异常变化。如徐州晚古生代煤田的Vdaf值随 深度加深而增高，这是因为下部太原组4号煤为腐泥煤， 含藻类体达70%,故使Vdaf值比其上部的煤还高。徐州煤田煤的挥发分随深度加深而增高

煤系

煤层

Vdaf

Y/mm

上石盒子组 山西组 太原组2014-5-22

3号 7号 4号

38.64 37.83 43.98

11 14 1812

一、深成变质作用希尔特定律是普遍存在

√希尔特定律

√

2014-5-22

一、深成变质作用(二) 深成变质的特点 2、煤变质的分带性(1)垂直分带—原始分带 在煤的深成变质过程中，由于煤系下部煤层 或煤组受到大于上部的温度及压力，因而变质 程度高低不同。这种煤质随沉降深度呈现规律 性的变化，即为煤质的垂直分带。

2014-5-22

一、深成变质作用(二) 深成变质的特点 2、煤变质的分带性(2)垂直分带的影响因素 煤质垂直分带的明显程度与分带的宽窄，主 要决定于煤的变质梯度，变质梯度的大小又取决 于地热梯度和煤本身的特征。 ①煤的变质梯度与带的关系。

②受热时间与带的关系。③不同变质程度的煤，其挥发分梯度各异。2014-5-22 15

一、深成变质作用(2)垂直分带的影响因素 ①梯度与带的关系：地热梯度大 → 挥发分梯度和 变质梯度也大 → 引起相同煤质变化所需要的沉降 深度也就愈小→煤质的垂直分带就窄。大气煤 气煤 肥煤 焦煤2014-5-22100m

地热梯度

小

肥煤16

瘦煤